Бетонна дорога: технологія будівництва

Основним матеріалом для будівництва доріг є асфальт. Вже через три роки для них потрібний ремонт, а потім щорічне відновлення експлуатаційних властивостей. Бетонна дорога значно перевершує асфальтні за багатьма параметрами, але її застосування обмежене.

Причини цього наступні:

• недостатній бюджет будівництва;
• низька продуктивність;
• клімат;
• транспортні навантаження;
• нестача необхідних марок цементу;
• рельєф місцевості.

У США національним надбанням є бетонні дороги (фото нижче).

Ще в 50-х роках в Америці і на Заході зрозуміли їх перевага і будівництво пішло повним ходом.

Раніше бетонні дороги в Росії викладалися з плит, їзда на автомобілі нагадувала рух поїзда на стиках рейок. Зараз її заливають на місці і покриття виходить рівним.

Для чого потрібні бетонні дороги?

Бетонна дорога має такі переваги:

• легкість приготування бетонної суміші;
• висока швидкість укладання;
• висока міцність і довговічність;
• гладка поверхня, що володіє гарним зчепленням з шинами;
• краща видимість в порівнянні з асфальтом через хорошу відбиває здатності.

Бетонні дороги володіють експлуатаційними перевагами, які полягають у передачі навантаження з жорсткої бетонної плити на більшу частину підстави. Особливо це проявляється у весняний період. Прогин асфальту часто відбувається необоротно, що видно по появі колії і хвиль. Бетонне покриття подібний прогин зменшує, при цьому досягається економія палива до 20%.

Екологічні переваги пов`язані з відсутністю забруднення грунту нафтопродуктами, які виділяються з асфальту. Зниження витрати палива зменшує викиди в атмосферу. Вважається, що більш тверде покриття видає більше шуму, але подібне збільшення незначно.

Вплив рельєфу місцевості на будівництво доріг

Автомобільна бетонна дорога зводиться за допомогою різних технологій. Кожен проект відрізняється. У гірських районах дорога повторює рельєф місцевості.

При будівництві магістралей його намагаються спрямлять: западини засипаються, пагорби зрізаються, крізь гори проводяться тунелі, будуються естакади і мости. Для забезпечення нормального швидкісного режиму будівельники намагаються уникати крутих підйомів, спусків і поворотів.

Для різних конструкцій доріг основна класифікація робиться за матеріалами верхнього покриття, яким може бути асфальт або бетон. Асфальт необхідно ремонтувати вже через 3-4 роки. Деякі дороги великої протяжності починають відновлювати, коли будівництво ще не закінчене. Бетонна дорога обходиться на 80% дорожче, але вона не вимагає ремонту перші 10 років експлуатації. Її довговічність скорочує експлуатаційні витрати. Якщо укладання бетонної дороги виконана якісно, вона служить кілька десятиліть без капітального ремонту.

Структура дорожнього полотна

Конструкція бетонних доріг виконується із наступних шарів:

• додатковий,
• підстильний;
• бетонне покриття.

Підготовка ґрунту

Заливання бетоном передує підготовка грунту та виготовлення вирівнюючого шару. Грунт повинен бути щільним. Це легко перевірити, встромивши в нього сталевий прут товщиною до 12 мм. Він повинен входити на глибину не більше 60 см. Якщо ущільнення буде недостатнім, подушка надалі просяде і бетон зруйнується.

Грунт попередньо коткують. Особливо цьому приділяють увагу при його підсипання. У цьому випадку укочення проводиться пошарово. Ущільнення грунту робиться при оптимальній вологості. Кількість проходів і тип катка слід підбирати експериментально, виробляючи пробну укочування. Якщо вологість нижче допустимої величини, грунт слід зволожувати. Якщо він надмірно сирої, його просушують розпушуванням, додаванням піску, шлаку або іншими способами.

Водовідведення

Коли будуються бетонні дороги, технологія передбачає відвід від них талих, зливових та паводкових вод ще перед спорудою земляного полотна. Робота в цьому плані виконується як в межах міста, так і за його межами.

Пристрій бетонної дороги з відведенням опадів необхідно з метою підвищення терміну експлуатації і поліпшення умов їзди. На поверхні дороги вода небезпечна для транспорту при його русі. Погіршується зчеплення з полотном, бризки з-під коліс заважають огляду, а також утворюється лід при замерзанні. Для її видалення дорожнє покриття повинно бути нахилене в поперечних і поздовжніх напрямках, робляться також дренирующие шари. Підстава під дорогою вирівнюється і в ньому створюється ухил, який може бути односхилим або двосхилим. Місця, де може скупчуватися вода, вирівнюють і засипають недренуючим грунтом.

Поза містом вода з проїжджої частини віддаляється в дорожні кювети. Їх ширина становить 1-2,5 м. Вода збирається в них і відводиться в водоприймачі: стічну канаву, природний або штучна водойма, русло річки. Для цього в кюветі створюється ухил в 1-4%, укріплений газонної травою, бруківкою, уламковим або бетонним каменем.

У населених пунктах вода через лотки збирається в міській каналізації. Пристрої для її відведення постійно чистяться, щоб забезпечити необхідну пропускну здатність.

Вода, яка просочується в грунт, становить небезпеку для дороги. Вона відводиться через шари просочування, наприклад, гравій. У ньому розміщуються дренажні труби з прорізами або отворами. Вони можуть бути з пластику, бетону або кераміки.

Роботи по відведенню від дорожньої смуги талих, зливових та паводкових вод робляться перед спорудою земляного полотна.

Укладання підстилкового шару

На грунті робиться піщана подушка товщиною 20-40 см. Без неї можна обійтися, але вона значно перешкоджає надходженню вгору вологи з ґрунту і покращує дренаж. Він необхідний для запобігання розмиття і морозного пученія, що призводять до появи западин і утворення тріщин в бетонному моноліті. Найбільші проблеми створює грунт з глини, торфу і будь-який інший, який здатний накопичувати воду. Він частково зрізається і на дно засипаються камені великих фракцій, а потім гравій. Висота шарів після укочування становить близько 30 см. Від їх підготовки залежать витрати і те, скільки часу будуть будуватися бетонні дороги. Мінімальна товщина підстави залежить від типу грунту і кліматичної зони. Вона визначається за таблицями. Між усіма верствами з різних матеріалів викладається геотекстиль.

Розрівнювання кожного шару виробляють з дотриманням проектних поздовжнього і поперечного ухилів.

Кам`яні матеріали підстави зазвичай зміцнюють речовинами, що володіють терпкими властивостями. Це може бути цемент або відходи промисловості: гранульований металургійний шлак з добавкою негашеного вапна, зола теплових електростанцій, мелений шлак. Шари повинні бути монолітними, що досягається за рахунок застосування в`яжучих складів і ретельної укатки.

Для проходження будівельних машин часто потрібне збільшення міцності додаткового нижнього шару. Для цього його зміцнюють в`яжучими складами.

Опалубка

Опалубку виготовляють з пиломатеріалів по висоті заливки, яка складає 100-150 мм. Вибираючи її по висоті, слід враховувати, що на краях бетонної плити робляться ребра, що підвищують її міцність. Товщина дощок повинна бути не нижче 50 мм. Їх покривають складом, що полегшує від`єднання від застиглої плити. До опалубці з дерева пред`являються вимоги міцності від розпору свіжого бетону і зусиль, що виникають при роботі трамбуючими бруса.

Якщо застосовуються важкі дорожні машини по ущільненню і обробці бетону, встановлюється потужна опалубка зі сталі. Вона не жолобиться і служить значно довше. В її основі є підошва, що підвищує стійкість.

Секції опалубки встановлюються в лінію та надійно кріпляться. Особливо це важливо, якщо вібрування бетону роблять важкими машинами. У місцях зниження рівня підстави під опалубку підливають шари худого бетону для більшої стійкості.

Бетонні дороги: технологія виготовлення плит

Перед укладанням бетону встановлюють температурні шви, що дозволяють плитам переміщатися по вертикалі і горизонталі при їх розширенні або стисненні.

1. Температурні шви

Заливальні секції повністю розділяються. Для заповнення швів застосовується матеріал, що поглинає енергію: ізоляційний картон, м`яка деревина, пробка з бітумом. Для оберігання від сміття та каміння верхньої ділянки шва на глибину 40-50 мм необхідно зробити гідроізоляцію герметиком. Якщо вона не буде вчасно зроблена, при розширенні плит бетон через каміння може відколотися.

Відстань між швами в помірному кліматі досягає 20-30 м. Надійність покриття для довгих плит становить 50%, а для коротких – 85%. Вона характеризується стійкістю до тріщин між капітальними ремонтами. Монолітність покриття підтримується за рахунок сталевих стрижнів, розміщених в швах.

Їх встановлюють через бічні грані або за допомогою спеціального пристрою на бетоноукладачами. Коли зазори між сусідніми плитами знаходяться на відстані більше 6 м, зверху покриття встановлюють проміжні шви на глибину 1/3 від товщини бетону. Такі хибні шви роблять і по осі дороги.

Ширина двох смуг дороги становить 6-9 м. Між ними також робиться температурно-усадковий шов, щоб не утворилися поздовжні тріщини.

2. Укладання бетону

Підстилковий шар закривається водостійким папером, гідроізоляцією або зволожується. Бетон укладається по товщині за один раз. Якщо застосовується армування, спочатку заливається шар товщиною 30-40 мм, на нього укладається сітка, а потім до кінця заповнюється опалубка.

Бетонна суміш повинна наноситися швидко, оскільки вона життєздатна короткий час. Розбавляти водою її не можна, оскільки це призведе до погіршення механічних властивостей плити.

Через великих обсягів до місця заливки поставляється готовий заводський бетон. Після вивантаження з автомашини він розрівнюється спеціальною машиною, обладнаної лопатями з приводом. Суміш вивантажується по 1 м³ і рівномірно розміщується, інакше велика купа матиме в підставі велику щільність, ніж в інших місцях. У процесі вирівнювання ця нерівномірність зберігається, що може призвести до підвищеної усадки малоуплотненних ділянок. При цьому на поверхні плити утворюються западини. Кращим варіантом є рівномірна укладання бетону в 2-3 шари.

3. Ущільнення бетону

Устаткування для ущільнення бетону являє собою брус з дерева або металу, на який впливають закріплення на ньому пневматичні молотки. Він занурюється в бетонну суміш і переміщається всередині неї. Коли обробка ділянки закінчується, брус піднімають і переносять на іншу ділянку.

При використанні арматури вібраційний брус повинен бути від неї на відстані 5-7 см вище.

Вібраційна машина містить крім вібраційного також розрівнюють брус, який розташовується попереду.

До пластичності бетонної суміші пред`являються особливі вимоги. Вона повинна бути досить рухливою, але не занадто рідкою, інакше відбувається її опливаніе, перетікання через опалубку – погіршується міцність.

Після невеликого затвердіння бетонну плиту поливають водою, щоб не утворилися тріщини від висихання. Її покривають піском, солом`яними матами, мішковиною або брезентом. Сучасним способом захисту від випаровування є розпорошення на поверхні плити затвердевающего герметика. Пленкообразующее речовина наносять на всю поверхню і бічні грані. Перед цим потрібно видалити з покриття зайву вологу.

Низька якість бетонної суміші призводить до необхідності проведення частих ремонтів дороги.

Висновок

Технологія будівництва бетонних доріг постійно вдосконалюється, завдяки наступного:

1. Підвищення кваліфікації та досвіду фахівців.
2. Наявності багатофункціональною і високопродуктивної техніки.
3. Поліпшення технічної оснащеності, що дозволяє скоротити ручну працю.
4. Застосуванню нових сучасних матеріалів.

Незважаючи на велику вартість, витрати на ремонт бетонних доріг значно менше, ніж на ремонт асфальтних.